Fonte: Unesp e SDECT
Na indústria moderna que visa a inovação no campo da nanotecnologia e nanociência (N&N) a usinagem é um procedimento essencial para dar forma, dimensão e acabamento a um determinado projeto. Por exemplo, transformar vidro óptico em lente, ou um substrato de silício em processador de computador.
Tendo em vista a necessidade da indústria nacional, quase sempre dependente de tecnologias e equipamentos importados, foi desenvolvida na Faculdade de Engenharia (FE), Câmpus de Bauru, a lapidorretificadora, uma máquina de ultraprecisão que inova o procedimento de usinagem. Além de produzir acabamento em materiais metálicos em escala nanométrica, ou seja, igual ou inferior a um bilionésimo de metro, ela também diminui o tempo do processo, barateando seu custo.
Nas etapas convencionais de usinagem por abrasão, a peça a ser modelada é submetida a diferentes etapas de manufatura. Inicialmente ocorre a operação de retificação, seguida pela de lapidação e, por último, é realizado o polimento. O equipamento desenvolvido na Unesp pelo aluno de mestrado Arthur Alves Fiocchi, com a orientação do professor Luiz Eduardo de Angelo Sanchez, reúne as características mais importantes desses processos em um único, denominado lapidorretificação. “Outro diferencial da lapidorretificação é sua capacidade de manufaturar componentes planos com qualidade superior ao das máquinas convencionais,” assinala Fiocchi.
Financiada pela Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo), a tecnologia encontra-se em processo de patenteamento por Fiocchi e Sanchez, seus desenvolvedores. Segundo Fiocchi, o protótipo da máquina custou aproximadamente R$ 60 mil, enquanto um modelo similar importado nos Estados Unidos sai por aproximadamente R$ 230 mil. Com o objetivo de explorar a tecnologia fruto da sua dissertação de mestrado, Fiocchi está engajado na busca por parceiros comerciais.
Elaborado no Laboratório de Tecnologia da Usinagem (Latus) da FE, essa inovação agrega algumas particularidades dos processos convencionais de retificação e lapidação.
Do primeiro, destaca-se na lapidorretificação a maneira como é feita a afiação da ferramenta que realiza a função de corte, chamada de rebolo – grãos abrasivos de carboneto de silício aglutinados. Esse restabelecimento da capacidade de usinagem, denominado dressagem, ocorre pelo contato físico de um diamante de ponta única com a superfície do rebolo.
Da etapa de lapidação, o equipamento desenvolvido na Unesp utiliza a cinemática planetária - trajetória resultante do movimento relativo entre as superfícies da peça a ser usinada e do rebolo. “Para oferecer a mesma qualidade da superfície usinada, os processos abrasivos estrangeiros necessitam de grão abrasivo mais caro em razão de seu tamanho médio ser 40 vezes menor que o utilizado na lapidorretificação,” diz Fiocchi.
Mesmo com abrasivos maiores, a lapidorretificação assistida pela dressagem promove a quebra dos grãos durante a etapa de afiação, gerando novas arestas de corte. Desta forma, cria efeito similar aos dos abrasivos de menor tamanho. Outras vantagens da lapidorretificação é o fato de a peça ficar mais limpa ao final do processo e de proporcionar um ajuste mais eficiente dos parâmetros de controle se comparada a lapidação, por exemplo.
Fiocchi destaca, ainda, a eficiência da lapidorretificação na busca pela excelência em superfície plana e lisa. “Essa é outra qualidade da lapidorretificadora, pois na indústria manufatureira dificilmente são produzidas superfícies perfeitas.”
O pesquisador aponta o potencial do processo que desenvolveu para a finalização de outros materiais, como lentes para telescópios e microscópios; semicondutores; peças de motores automotivos e da indústria aeronáutica; e selos mecânicos para o setor de bombeamento de fluidos (tema de sua pesquisa de doutorado, na qual estuda o desempenho da lapidorretificação na usinagem de materiais cerâmicos).